Question

【題目】亞氯酸鈉(NaClO2)是重要漂白劑，探究小組開展如下實(shí)驗(yàn)，回答下列問題：

實(shí)驗(yàn)Ⅰ：制取NaClO2晶體按如下圖裝置進(jìn)行制取。

已知：NaClO2飽和溶液在低于38℃時(shí)析出NaClO23H2O，高于38℃時(shí)析出NaClO2，高于60℃時(shí)NaClO2分解成NaClO3和NaCl。

(1)已知裝置B中的產(chǎn)物有ClO2氣體，則裝置B中反應(yīng)的化學(xué)方程式為___________；裝置D中反應(yīng)生成NaClO2的化學(xué)方程式為________________________；

(2)裝置B中反應(yīng)后的溶液中陰離子除了ClO2﹣、ClO3﹣、Cl﹣、ClO﹣、OH﹣外還肯定含有的一種陰離子是________________；檢驗(yàn)該離子的方法是________________________；

(3)請(qǐng)補(bǔ)充從裝置D反應(yīng)后的溶液中獲得NaClO2晶體的操作步驟。

①減壓，55℃蒸發(fā)結(jié)晶；②__________；③用38℃～60℃熱水洗滌；④低于60℃干燥；得到成品。

(4)如果撤去D中的冷水浴，可能導(dǎo)致產(chǎn)品中混有的雜質(zhì)是________________________；

實(shí)驗(yàn)Ⅱ：樣品雜質(zhì)分析與純度測定

(5)測定樣品中NaClO2的純度．測定時(shí)進(jìn)行如下實(shí)驗(yàn)：

準(zhǔn)確稱一定質(zhì)量的樣品，加入適量蒸餾水和過量的KI晶體，在酸性條件下發(fā)生如下反應(yīng)：ClO2﹣+4I﹣+4H+=2H2O+2I2+Cl﹣，將所得混合液稀釋成100mL待測溶液。取25.00mL待測溶液，加入淀粉溶液做指示劑，用c molL﹣1 Na2S2O3標(biāo)準(zhǔn)液滴定至終點(diǎn)，測得消耗標(biāo)準(zhǔn)溶液體積的平均值為V mL

①用Na2S2O3標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定時(shí)，應(yīng)將Na2S2O3標(biāo)準(zhǔn)溶液注入________(填“甲”或“乙”)中。

②觀察Na2S2O3標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定管讀數(shù)時(shí)，若滴定前仰視，滴定后俯視，則結(jié)果會(huì)導(dǎo)致待測溶液濃度測定值___________(選填“偏大”“偏小”或“無影響”)。

③(已知：I2+2S2O32﹣=2I﹣+S4O62﹣)。請(qǐng)計(jì)算所稱取的樣品中NaClO2的物質(zhì)的量為________。

Answer 1

【答案】2NaClO3 +Na2SO3 + H2SO4= 2 ClO2↑+2Na2SO4+ H2O 2NaOH+2ClO2+H2O2=2NaClO2+2H2O+O2 SO42﹣ 取少量反應(yīng)后的溶液于試管中，先加足量的鹽酸，再加BaCl2溶液，若產(chǎn)生白色沉淀，則說明含有SO42﹣ 趁熱過濾 NaClO3和NaCl 甲 偏小 cV10﹣3mol

【解析】

裝置B中制備得到ClO2，所以B中反應(yīng)為NaClO3和Na2SO3在濃H2SO4的作用生成 ClO2和Na2SO4，裝置C為安全瓶，裝置D反應(yīng)后的溶液獲得NaClO2晶體，裝置D中生成NaClO2，Cl元素的化合價(jià)降低，雙氧水應(yīng)表現(xiàn)還原性，有氧氣生成，裝置E為吸收多余的氣體，防止污染空氣，裝置A是吸收B中剩余氣體。

（1）裝置B中的產(chǎn)物有ClO2氣體，則氯酸鈉被還原，所以亞硫酸鈉被氧化為硫酸鈉，方程式為2NaClO3 +Na2SO3+H2SO4=2ClO2↑+2Na2SO4+H2O；裝置D中二氧化氯、氫氧化鈉、過氧化氫反應(yīng)生成NaClO2的化學(xué)方程式為2NaOH+2ClO2+H2O2=2NaClO2+2H2O+O2；答案為：2NaClO3 +Na2SO3+H2SO4=2ClO2↑+2Na2SO4+H2O；2NaOH+2ClO2+H2O2=2NaClO2+2H2O+O2；

（2）B中生成二氧化氯，則氯酸鈉被還原，所以亞硫酸鈉被氧化為硫酸鈉，且B中還加了濃硫酸，所以D反應(yīng)后的溶液中陰離子除了ClO2－、ClO3－、Cl－、ClO－、OH－外還肯定含有的一種陰離子是SO42－；檢驗(yàn)該離子的方法是取少量反應(yīng)后的溶液，先加足量的鹽酸，再加BaCl2溶液，若產(chǎn)生白色沉淀，則說明含有SO42﹣；答案為：SO42﹣；取少量反應(yīng)后的溶液于試管中，先加足量的鹽酸，再加BaCl2溶液，若產(chǎn)生白色沉淀，則說明含有SO42﹣；

（3）根據(jù)題中信息可知，NaClO2飽和溶液在低于38℃時(shí)析出NaClO23H2O，，高于38℃時(shí)析出NaClO2，高于60℃時(shí)NaClO2分解，故應(yīng)趁熱過濾，答案為：趁熱過濾；

（4）使用冷水浴，說明D中的反應(yīng)是放熱反應(yīng)。如果撤去D中的冷水浴，溫度可能會(huì)高于60℃，則NaClO2分解成NaClO3和NaCl，可能導(dǎo)致產(chǎn)品中混有的雜質(zhì)是NaClO3和NaCl；答案為：NaClO3和NaCl；

（5）①Na2S2O3溶液，因水解顯堿性，則用堿式滴定管，使用甲裝置；②若滴定前仰視，讀數(shù)偏大；滴定后俯視，讀數(shù)偏小，兩次讀數(shù)使標(biāo)準(zhǔn)液的實(shí)際體積大于讀數(shù)體積，導(dǎo)致待測液濃度偏��；③I2+2S2O32﹣=2I﹣+S4O62﹣，n（S2O32﹣）=cmol/LV mL=2n（I2）=4n（ClO2﹣），則25mL溶液中含有n（NaClO2）=cV10-3mol，100mL溶液含有n（NaClO2）=cV10-3mol；答案為：甲；偏小；cV10-3mol；